[實用新型]基于可移動襯底的長壽命強流電子束收集極

有效

• 申請號: 202022249458.4
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN212544135U
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 荀濤;趙昱鑫;楚旭;王日品;楊漢武;張軍;葛行軍;程新兵;賀軍濤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H05H5/02
• 分類號: H05H5/02;H05H15/00
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 陳巍

本實用新型公開基于可移動襯底的長壽命強流電子束收集極,包括收集極襯底、收集極外筒、收集極滑筒；收集極襯底套接在收集極外筒的內腔，其兩端均超出所述收集極外筒；收集極襯底與收集極滑筒滑動連接；收集極滑筒外壁固定連接有傳動電機，傳動電機連接有轉動齒輪；收集極襯底外壁設有條形齒輪，條形齒輪與轉動齒輪的尺寸和位置相匹配；收集極外筒與收集極滑筒內壁交接處設有第一行程開關，收集極滑筒內壁設有第二行程開關。本實用新型能夠在不影響微波產生和傳輸的前提下，有效避免強流電子束總是攻擊收集極內表面的相同區域，緩解沉積熱量過于集中的問題，降低收集極耐熱壓力，適用于連續運行的高功率微波源。

技術領域

本實用新型涉及強流加速器及高功率微波技術領域，特別是涉及基于可移動襯底的長壽命強流電子束收集極。

背景技術

本實用新型的應用背景是重頻、準連續運行的高功率微波產生器件。高功率微波產生器件是一種利用強流相對論電子束在真空高頻結構中與高頻結構的本征模相互作用機制，把高能電子束的能量轉化為高頻電磁波能量的器件，在軍事和工業中都有重要應用。目前，高功率微波器件的能量效率普遍較低，強流相對論電子束在經過束波相互作用交出部分能量后仍具有較高的動能，電子束收集極的作用便是接收這部分與高頻電磁場相互作用后的強流電子束。然而電子束收集極在工作過程中受高速電子的轟擊會沉積大量的熱能，導致收集極上的溫度驟然升高，引起材料表面吸附氣體的解吸附甚至材料本身發生蒸發和汽化，而收集極高溫熱脫附和材料汽化不僅會污染真空環境，更可能導致有害等離子體的產生。

隨著高功率微波系統的實用化進程，特別是當高功率微波器件以一定重復頻率長時間運行時，必須考慮如何有效減小束流轟擊收集極對系統的影響。目前傳統的做法主要包括優化水冷設計和改進收集極材料，這在一定程度上可以緩解高功率微波器件在單次、低重復頻率或較短時間運行時收集極的問題。但由于強流束在收集極上的轟擊區域主要固定集中于收集極內表面一環形薄帶內，該環形薄帶寬度大約為3～10mm，微波波段不同而略有差異，頻段越高，薄帶寬度越小，直徑和收集極內表面直徑相同。如果能量總集中在相同區域而不能得到有效轉移，在器件長時間運行時，該區域將由于熱積累而導致局部溫度超過材料熔點而發生熔蝕，成為高功率微波系統可靠運行的瓶頸。

因此，提供一種能夠適用于連續運行高功率微波源的電子束收集極是目前亟待解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供基于可移動襯底的長壽命強流電子束收集極，以解決上述現有技術存在的問題，能夠在不影響微波產生和傳輸的前提下，有效避免強流電子束總是攻擊收集極內表面的相同區域，緩解沉積熱量過于集中的問題，降低收集極耐熱壓力，適用于連續運行的高功率微波源。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下方案：本實用新型提供基于可移動襯底的長壽命強流電子束收集極，用于連接上游器件和下游器件，完成微波或電子束的傳輸，包括收集極襯底、收集極外筒、收集極滑筒；所述收集極襯底套接在所述收集極外筒的內腔，所述收集極襯底兩端均超出所述收集極外筒；所述收集極襯底的一端與所述上游器件可拆卸連接，所述收集極襯底的另一端與所述收集極滑筒滑動連接；所述收集極滑筒的一端與所述收集極外筒固定連接，所述收集極滑筒的另一端與所述下游器件可拆卸連接；

所述收集極滑筒外壁固定連接有傳動電機，所述傳動電機連接有轉動齒輪，所述轉動齒輪位于所述收集極滑筒內腔；所述收集極襯底外壁設有條形齒輪，所述條形齒輪與所述轉動齒輪的尺寸和位置相匹配，所述條形齒輪與所述收集極滑筒相對的一端固定連接有凸起；所述收集極外筒與所述收集極滑筒內壁交接處設有第一行程開關，所述收集極滑筒內壁設有第二行程開關；所述第一行程開關設于所述條形齒輪所在的直線上。

優選地，所述收集極外筒與所述收集極滑筒交接處還設有第一急停開關，所述收集極滑筒內壁還設有第二急停開關；所述第一行程開關的長度大于所述第一急停開關的長度，所述第二行程開關的長度大于所述第二急停開關的長度；所述第一急停開關設于所述條形齒輪所在的直線上。